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Gruppo uscente

Che cos'è il gruppo uscente?

In una reazione di sostituzione nucleofila al carbonio saturo, un nucleofilo (:Nu-) attacca un alogenuro alchilico al carbonio ibridato sp3 e ne risulta la sostituzione del gruppo uscente (Lg) con il nucleofilo (:Nu-).

Il gruppo uscente Lg (Lg = leaving group) è il frammento molecolare che, allontanandosi con la coppia di elettroni che costituiva il legame con cui esso stesso si trovava legato al carbonio, viene sostituito dal nucleofilo (:Nu-).

Il processo può essere schematizzato nel seguente modo:

sostituzione nucleofila

La bontà di un gruppo uscente dipende dalla sua capacità di esistere come entità stabile :Lg-; essa è fortemente influenzata dalla forza del suo acido coniugato HLg.

Se infatti l'acido HLg è forte, la sua base coniugata :Lg- è debole e quindi non ha tendenza a reagire: essa è pertanto stabile. In definitiva, basi deboli sono buoni gruppi uscenti; basi forti sono cattivi gruppi uscenti.

gruppi uscenti

E' possibile tentare di trasformare un cattivo gruppo uscente in un gruppo uscente migliore. Ad esempio, il gruppo -OH di un alcol (R-OH) è un cattivo gruppo uscente; tramite catalisi acida, però, il gruppo -OH viene protonato e viene trasformato così in un buon gruppo uscente (H2O).

R-OH + H+ → R-OH2+ → R+ + H2O

L'esterificazione di un alcol tramite acido solfonico (R-SO3H) è un altro metodo utilizzato per convertire il cattivo gruppo uscente -OH di un alcol in un gruppo uscente migliore.

Gli anioni solfonati di maggior utilizzo sono i seguenti:

acidi solfonici

L'anione tosilato (o ione p-toluensolfonato) è una base estremamente debole (pKb = 14,6) e quindi, in base a quanto detto precedentemente, è un ottimo gruppo uscente. Facendo reagire un generico alcol (R-OH) con il cloruro di tosile CH3-Ph-SO2Cl (o TsCl) si ottiene l'estere solfonico (R-OTs):

estere solfonico

che può subire una sostituzione nucleofila grazie alla presenza dello ione tosilato, buon gruppo uscente:

sn dell'estere solfonico

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